Question

3．某实验小组用0.50 mol/L NaOH溶液和0.50 mol/L硫酸溶液进行中和热的测定．
测定中和热的实验装置如图所示．
（1）大小烧杯之间填满碎泡沫塑料的作用是保温、隔热、减少实验过程中的热量损失，从实验装置上看，图中缺少的一种玻璃仪器环形玻璃搅拌棒
（2）写出该反应的用中和热表示的热化学方程式（中和热为57.3kJ/mol）$\frac{1}{2}$H₂SO₄（aq）+NaOH（aq）=$\frac{1}{2}$Na₂SO₄（aq）+H₂O（l）△H=-57.3 kJ/mol
（3）取50mL NaOH溶液和30mL硫酸溶液进行实验，实验数据如表
①请填写表中的空白：

实验 次数	起始温度t1/℃			终止温度 t2/℃	温度差 （t2-t1）/℃	温度差平均值℃
	H2SO4	NaOH	平均值
1	26.2	26.0	26.1	30.1	4.0	4.0
2	27.0	27.4	27.2	33.3	6.1
3	25.9	25.9	25.9	29.8	3.9
4	26.4	26.2	26.3	30.4	4.1

②近似认为0.50 mol/L NaOH溶液和0.50 mol/L硫酸溶液的密度都是1 g/cm³，中和后生成溶液的比热容C=4.18J/（g•℃）．则中和热△H=-53.5kJ/mol（取小数点后一位）．（已知：Q=m•c•△t）
③上述实验数值结果与57.3kJ/mol有偏差，产生偏差的原因可能是（填字母）ac．
a．实验装置保温、隔热效果差
b．量取NaOH溶液的体积时仰视读数
c．分多次把NaOH溶液倒入盛有硫酸的小烧杯中
（4）实验中若用60mL0.25mol•L^-1H₂SO₄溶液跟50mL0.55mol•L^-1NaOH溶液进行反应，与上述实验相比，所放出的热量不相等（填“相等”、“不相等”），所求中和热相等（填“相等”、“不相等”）；，若用50mL0.50mol•L^-1醋酸代替H₂SO₄溶液进行上述实验，测得反应前后温度的变化值会偏小（填“偏大”、“偏小”、“不受影响”）．

Answer 1

分析 （1）中和热测定实验成败的关键是保温工作；根据量热计的构造来判断该装置的缺少仪器；
（2）中和热是稀的强酸、强碱溶液完全反应生成1mol水放出的热量，标注物质聚集状态和对应焓变写出热化学方程式；
（3）①先舍弃误差较大的数据，最后计算出温度差平均值；
②根据Q=m•c•△T计算出反应放出的热量，然后计算出生成1mol水放出的热量，就可以得到中和热；
③a．装置保温、隔热效果差，测得的热量偏小；
b．量取NaOH溶液的体积时仰视读数，会导致所量的氢氧化钠体积偏大，放出的热量偏高；
c．分多次把NaOH溶液倒入盛有硫酸的小烧杯中，热量散失较多；
（4）反应放出的热量和所用酸以及碱的量的多少有关，并根据中和热的概念和实质来回答；弱电解质电离吸收热量．

解答 解：（1）中和热测定实验成败的关键是保温工作，大小烧杯之间填满碎泡沫塑料的作用是保温、隔热、减少实验过程中的热量损失；由量热计的构造可知该装置的缺少仪器是环形玻璃搅拌棒；
故答案为：保温、隔热、减少实验过程中的热量损失；环形玻璃搅拌棒；
（2）稀的强酸、强碱溶液反应的中和热为57.3kJ/mol，则稀硫酸与稀烧碱溶液反应用中和热表示的热化学方程式为：$\frac{1}{2}$H₂SO₄（aq）+NaOH（aq）=$\frac{1}{2}$Na₂SO₄（aq）+H₂O（l）△H=-57.3 kJ/mol；
故答案为：$\frac{1}{2}$H₂SO₄（aq）+NaOH（aq）=$\frac{1}{2}$Na₂SO₄（aq）+H₂O（l）△H=-57.3 kJ/mol；
（3）①四次实验温度差分别为4.0℃，6.1℃，3.9℃，4.1℃，第2组误差太大，要舍去，其他三次温度差的平均值为4.0℃，
故答案为：4.0；
②50mL0.50mol/L氢氧化钠与30mL0.50mol/L硫酸溶液进行中和反应，生成水的物质的量为0.05L×0.50mol/L=0.025mol，溶液的质量为80mL×1g/cm³=80g，温度变化的值为△T=4.0℃，则生成0.025mol水放出的热量Q=m•c•△T=80g×4.18J/（g•℃）×4.0℃=1337.6J=1.3376kJ，所以实验测得的中和热△H=-$\frac{1.3376kJ}{0.025mol}$=-53.5kJ/mol，
故答案为：-53.5kJ/mol；
③a．实验装置保温、隔热效果差，热量散失较大，所得中和热的数值偏小，故a正确；
b．量取NaOH溶液的体积时仰视读数，会导致所量的氢氧化钠体积偏大，放出的热量偏高，所得中和热的数值偏大，故b错误；
c．分多次把NaOH溶液倒入盛有稀硫酸的小烧杯中，热量散失较大，所得中和热的数值偏小，故c正确；
故答案为：ac；
（4）反应放出的热量和所用酸以及碱的量的多少有关，若用60mL0.25mol•L^-1H₂SO₄溶液跟50mL0.55mol•L^-1NaOH溶液进行反应，与上述实验相比，生成水的量增多，所放出的热量偏高，但是中和热的均是强酸和强碱反应生成1mol水时放出的热，与酸碱的用量无关，所以用60mL0.25mol•L^-1H₂SO₄溶液跟50mL0.55mol•L^-1NaOH溶液进行反应，测得中和热数值相等；
醋酸是弱酸，电离过程吸热，所以用50mL0.50mol•L^-1醋酸代替H₂SO₄溶液进行上述实验，测得反应前后温度的变化值会减小；
故答案为：不相等；相等；偏小．

点评 本题考查了中和热的测定方法，题目难度中等，明确中和热的测定步骤为解答关键，注意掌握中和热计算方法，试题培养了学生的分析能力及化学实验能力．